绿色化工技术

本发明属于碳材料领域，具体的提供一种氮氧共掺杂碳材料及其制备方法和应用。制备方法如下：S1：将天冬氨酸钾、氨茶碱和亲水性聚合物溶于去离子水中，加热搅拌，得到乳浊液A；S2：将交联剂溶于甲醇中，加热搅拌，得到溶液B；S3：加热搅拌溶液B，同时将乳浊液A滴加入溶液B，滴加完毕后持续加热搅拌，得到中间产物；S4：将得到的中间产物冷冻干燥后，进行煅烧，即得到氮氧共掺杂碳材料。本发明所得碳材料产率稳定、性能良好、安全高产，应用于橡胶止水带补强剂领域，具有重要的实用意义和实践价值。

高效能源存储应用：氮氧共掺杂碳材料具有优异的导电性和丰富的活性位点，可作为超级电容器和锂硫电池的理想电极材料，显著提升储能器件的能量密度和循环稳定性。

电催化领域突破：该材料在氧还原和析氢反应中表现出卓越的催化活性，可替代贵金属催化剂，推动燃料电池和电解水技术的低成本商业化发展。

环境治理潜力：凭借高比表面积和可调控的表面化学性质，能高效吸附并催化降解水体有机污染物，在污水处理和空气净化领域具有广阔应用前景。

1、本发明通过添加交联剂和亲水性聚合物，促进原料交联，得到大分子交联物，有效提高了所得补强剂的产率。

2、本发明使用的原料之间互相交联，配合作用，提高反应程度，使反应更充分，从而得到粒径更均一的碳材料，有利于提高补强效果；同时，大分子原料之间反应程度高、混合均匀，使所得碳材料补强剂中氮氧杂原子分布的均匀，有利于补强剂与橡胶之间的交联，更有利于发挥补强效果。

3、本发明所得碳材料补强剂的产率较高，产率最高可达32%，超出常规碳材料补强剂的产率；同时本发明所提供的制备方案产率稳定性良好，产率保持在29%以上，产率之间相差小于3%。